Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Ученые рассчитали, где именно на Марсе смогут впервые зацвести деревья
Международная группа исследователей смоделировала уровень давления и состав атмосферы, при которых земные деревья смогли бы начать расти на Марсе. Оказалось, что это куда проще, чем можно было предположить. Но первый марсианский лес может вырасти совсем не там, где его ожидают — то есть довольно далеко от экватора.
В настоящее время компания SpaceX испытывает многоразовый носитель, чья конечная цель — обеспечение колонизации и терраформирования Марса. Среди сотрудников SpaceX — ученые, ранее описывавшие технически наиболее простые и эффективные пути терраформирования четвертой планеты (с помощью суперпарниковых газов). Но этот процесс в любом случае небыстрый, требующий веков. Если поднять температуру Красной планеты до современного земного уровня можно почти сразу после достижения нужных концентраций суперпарниковых газов в марсианской атмосфере, то ее насыщение кислородом займет, в оптимальном случае, многие века. Эффективнее всего фотосинтезируют в условиях недостатка влаги деревья: у них ниже потребность в воде на единицу биомассы.
Проблема в том, что современная газовая оболочка Марса примерно в 170 раз разреженнее, чем земная на уровне моря. На Земле такое же давление на 35 километрах, а деревья для своей жизнедеятельности требуют более высокого давления. Поэтому ученые из США, Польши и Швейцарии попробовали подсчитать, при каких именно условиях на четвертой планете смогут зацвести деревья. Свои выводы они представили на конференции Астробиология и будущее жизни, прошедшей в Институте Луны и планет в Хьюстоне, США, в октябре 2024 года.
Сейчас давление на поверхности Марса — 0,61 килопаскалей. Авторы доклада отмечают, что земные деревья, согласно лабораторным экспериментам, могут расти при давлении от 10 килопаскалей, то есть в 16 раз выше современного марсианского, но в 10 раз ниже современного земного. Кроме этого, им требуется температура. При этом порядка одного процента этого давления (0,1 килопаскаля) должно приходиться на кислород, поскольку ночью земные высшие растения без него существовать не могут.
Длина вегетационного сезона должна быть не ниже 110 сол (местные сутки, 24 часа 40 минут) из 669 солов, составляющих марсианский год. На протяжении вегетации минимальные ночные температуры не должны опускать ниже -6°C, средние не должны опускаться ниже +6°C, а максимальные температуры не должны подниматься выше +40°C.
Такие условия достигаются при поглощении излучения Солнца атмосферой Марса уже в 0,27 от единицы. Это вполне реально при активном вносе туда большого количества суперпарниковых газов. При этом моделирование показывает, что нужный температурный и атмосферный режим впервые будет достигнут в несколько неожиданном месте — на Равнине Эллады.
Это впадина диаметром до 2300 километров и глубиной на семь километров ниже средней высоты поверхности Марса. При этом она лежит вне тропиков, то есть наиболее теплой части планеты. На ее дне атмосферное давление даже сейчас 1,24 килопаскаля, то есть вдвое выше стандартного марсианского. Летом там иногда образуется легкий туман, а зимой стабильно выпадает водяной иней, что делает ее хорошо различимой на поверхности планеты. Более того, давление там выше так называемой тройной точки воды, то есть там на поверхности может существовать жидкая вода, в то время как на остальной поверхности планеты она быстро выкипит из-за слишком низкого давления. На дне равнины нужные деревьям параметры давления будут достигнуты вдвое быстрее, чем для остальной поверхности Марса.
Выводы авторов работы, с одной стороны, показывают, что экватор — не лучшее место для первых экспериментальных негерметичных и неотапливаемых (и поэтому недорогих) теплиц на поверхности Марса. С другой стороны, к ним можно добавить, что исследования четвертой планеты с помощью радаров показали, что на Равнине Эллады есть залежи водного льда толщиной от 200 до 450 метров. То есть с началом терраформирования там будет образовываться жидкая вода в значительных количествах, что может запустить местный гидрологический цикл с осадками.
Отметим, что в своих расчетах ученые использовали сильные обобщения. Например, для простоты расчетов поверхность Марса разбили на куски 190 на 190 километров. Это позволяет оценить ситуацию для больших равнин, но деформирует ее в смысле оценки пригодности для деревьев пересеченной местности.
Например, долины Маринер достигают глубины в 11 километров (дно каньона Мелас). Считается, что в древности здесь было сверхглубокое озеро. Длина каньона — 547 километров, но ширина много меньше, поэтому в пятно 190 на 190 километров его обсчет не попал. Однако сам каньон лежит на возвышенности, поэтому его глубина все же меньше низких частей Равнины Эллады Учитывая, что Мелас находится на 10-м градусе южной широты, средние температуры там должны быть существенно выше, чем на Равнине Эллады, лежащей в десятках градусов от экватора.
Рост атмосферного давления на четвертой планете должен происходить сам по себе при подъеме температуры на нем. Дело в том, что значительная часть местного углекислого газа связана в сухом льде на полюсах, а большое количество азота — в перхлоратах и/или нитратах, которыми богаты местные грунты. Эти перхлораты и нитраты стабильны только при весьма низких температурах, а с их ростом распадаются, высвобождая азот. Опыты, проведенным на борту марсохода с нагреванием местного грунта показывают, что при этом выделяется азот.
Отметим, что подъем давления кислорода на Марсе до 0,1 килопаскаля — отдельная, достаточно сложная задача, в реализации которой способны помочь другие земные фотосинтезирующие организмы, о которых Naked Science уже писал ранее. В отличие от деревьев они (согласно лабораторным экспериментам) могут выжить в марсианских условиях уже сейчас, правда, в достаточно ограниченном количестве мест.
Американская лунная программа «Артемида» предусматривает экспедиции длительностью от нескольких дней до долгих недель и даже месяцев, но луномобиля для передвижения экипажа по поверхности спутника Земли на сегодня нет. Поэтому космическое агентство США продумывает план действий на случай, если астронавты окажутся далеко от базы и кто-то из них внезапно не сможет идти самостоятельно.
Сражались ли амазонки на территории нашей страны, как развивались первые крупные города и чем древний геном выносливее современного — об этом нам рассказал Харис Мустафин, заведующий лабораторией исторической генетики, радиоуглеродного анализа и прикладной физики МФТИ.
На IV Конгрессе молодых ученых, прошедшем на федеральной территории Сириус, активно обсуждали не только атомную энергетику, но и перспективные термоядерные проекты. Сотрудник Naked Science задал вопрос о том, может ли российское участие в ИТЭР постигнуть судьба российского же участия в ЦЕРН, из которого отечественных ученых «попросили». Представитель госкорпорации отметил ряд причин, по которым такой сценарий сомнителен.
Обсерватории постоянно улавливают «мигающие» радиосигналы из глубин Вселенной. Чаще всего их источниками оказываются нейтронные звезды, которые за это и назвали пульсарами. Но к недавно обнаруженному источнику GLEAM-X J0704-37 они, по мнению астрономов, отношения не имеют.
Американская лунная программа «Артемида» предусматривает экспедиции длительностью от нескольких дней до долгих недель и даже месяцев, но луномобиля для передвижения экипажа по поверхности спутника Земли на сегодня нет. Поэтому космическое агентство США продумывает план действий на случай, если астронавты окажутся далеко от базы и кто-то из них внезапно не сможет идти самостоятельно.
Последние полвека темпы развития науки снижаются. В быту это пока незаметно, потому что от фундаментального открытия до его реализации в технике проходят десятки лет. Но замедление длится слишком долго, то есть вскоре мы столкнемся с замедлением развития техники в целом. Naked Science решил дать перевод видео физика и популяризатора Сабины Хоссенфельдер на эту тему. Что же не так с современной наукой и можно ли что-то исправить?
Международная коллаборация физиков под руководством ученых из Йельского университета в США представила самые убедительные на сегодня подтверждения существования нового типа сверхпроводящих материалов. Доказательство существования нематической фазы вещества — научный прорыв, открывающий путь к созданию сверхпроводимости совершенно новым способом.
Многие одинокие люди считают, что окружающие не разделяют их взглядов. Психологи из США решили проверить, так ли это на самом деле, и обнаружили общую особенность у людей с недостаточным количеством социальных связей.
Обсерватории постоянно улавливают «мигающие» радиосигналы из глубин Вселенной. Чаще всего их источниками оказываются нейтронные звезды, которые за это и назвали пульсарами. Но к недавно обнаруженному источнику GLEAM-X J0704-37 они, по мнению астрономов, отношения не имеют.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
ПонятноИз-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
ПонятноНаши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
ПонятноМы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
ПонятноМы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Комментарии